排序算法-冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、快速排序

冒泡排序

思路：从列表第一个元素开始，相邻两个相比较，如果前者比后者大，则交换，使最大的最终交换到列表末尾。

alist = [3, 5, 2, 4, 1, 9]


def bubbleSort(alist):
    for i in range(0, len(alist) - 1):
        for j in range(0, len(alist) - i - 1):
            if alist[j] > alist[j + 1]:
                alist[j], alist[j + 1] = alist[j + 1], alist[j]
    return alist

ret=bubbleSort(alist)
print(ret)

选择排序

思路：设置一个max_index，初始假定列表第一个元素为最大值（即max_index=0），然后依次与max_index下标对应的值比较，如果比max_index对应的值大，则将max_index值改为较大的数对应的索引。

alist = [3, 5, 2, 4, 1, 9]


def choiceSort(alist):
    for i in range(0, len(alist) - 1):
        max_index = 0
        for j in range(1, len(alist) - i):
            if alist[j] > alist[max_index]:
                max_index = j
            alist[len(alist) - 1 - i], alist[max_index] = alist[max_index], alist[len(alist) - 1 - i]
    return alist

ret = choiceSort(alist)
print(ret)

 插入排序

思路：将列表分为左右两部分，前部分有序，后部分无序，后部分依次取值插入前部分，使之前部分始终有序，直到整个列表全部变为前半部分。

alist = [3, 5, 2, 4, 1, 9]


def insertSort(alist):
    for i in range(1, len(alist)):
        while i > 0:
            if alist[i - 1] > alist[i]:
                alist[i - 1], alist[i] = alist[i], alist[i - 1]
                i -= 1
            else:
                break
    return alist


ret = insertSort(alist)
print(ret)

 希尔排序

思路：根据gap分组，组内排序，再改变gap，形成新组，再进行组内插入排序，直到gap=1，再进行一次插入排序。（gap=len(alist)//2 ; gap=gap//2）

alist = [3, 5, 2, 4, 1, 9]


def shellSort(alist):
    gap = len(alist) // 2
    while gap >= 1:
        for i in range(gap, len(alist)):
            while i > 0:
                if alist[i - gap] > alist[i]:
                    alist[i - gap], alist[i] = alist[i], alist[i - gap]
                    i -= gap
                else:
                    break
        gap = gap // 2
    return alist


ret = shellSort(alist)
print(ret)

 快速排序

思路：以组的第一个为基准，列表最左端为low，最右端为high，先判断high对应的值和基准值比较，如果移动high值，则暂停移动high，开始移动low，直到low和high重合，然后将基准值放在重合位置。再对基准值左右两边两个列表进行递归操作，直到最后分得最小单位为一个元素，排序完成。

def sort(alist,start,end):
    low = start
    high = end
    #递归结束的条件
    if low > high:
        return
    #基准：最左侧的数值
    mid = alist[low]
    #low和high的关系只能是小于，当等于的时候就要填充mid了
    while low < high:
　　　　 # 向左偏移high
        while low < high:
            if alist[high] > mid:
                high -= 1
            else:
                alist[low] = alist[high]
                break
　　　　　# 向右偏移low
        while low < high:
            if alist[low] < mid:
                low += 1
            else:
                alist[high] = alist[low]
                break
        
        #当low和high重复的时候，将mid填充
        if low == high:
            alist[low] = mid #or alist[high] = mid  
            break
    #执行左侧序列
    sort(alist,start,high-1)
    #执行右侧序列
    sort(alist,low+1,end)
    
    return alist